Гидропневматическая подвеска

Различные типы подвесок

Укрупнённо подвески подразделяются на зависимые, независимые и полузависимые. В последних связь между колёсами оси имеется, но она обладает заданной упругостью, в отличие от жёсткой связи в зависимых конструкциях или отсутствия таковой при независимой организации. Наличие стабилизаторов поперечной устойчивости хотя и обеспечивает данную связь, но тип подвески не изменяет.

Простейшие зависимые подвески

Зависимый тип подвески подразумевает наличие жёсткой связи между колёсами одной оси. Обычно это металлическая балка или кожух ведущего моста. Упругие и демпфирующие элементы могут быть разного типа, на принципиальную схему подвески это не влияет, только не конструктив направляющего аппарата. Например, использование рессор в силу их достаточной поперечной жёсткости позволяет отказаться от дополнительных рычагов или тяг. Иногда дополняется стабилизатором поперечной устойчивости в виде скручивающегося стержня из пружинной стали.

На легковых автомобилях зависимая подвеска с неразрезным мостом или балкой практически не используется, поскольку обладает значительными неподрессоренными массами, что снижает общий комфорт. Управляемость также трудно обеспечивать из-за влияния хода одного из колёс оси на положение второго относительно дороги. При этом такая подвеска обладает высокой прочностью, проста и надёжна. Применяется на внедорожниках и грузовых автомобилях.

Часто на бюджетные автомобили устанавливается полунезависимая схема, когда балка имеется, но она обладает упругой эластичностью. Такой тип совмещает простоту с приемлемой управляемостью.

Независимые

Независимые схемы отличаются широкими возможностями для совмещения взаимоисключающих требований. Здесь каждое колесо обладает запрограммированной свободой перемещения и не влияет на прочие. Конструкция в целом более сложная, но обеспечивает наилучшие условия для работы колёс во всех условиях, от шоссейных видов автоспорта до внедорожной езды.

У каждого колеса имеется свой направляющий аппарат, упругие и демпфирующие узлы. Возможно независимо организовывать траектории перемещения ступичных узлов в любых положениях. Достигается максимальный комфорт при сохранении управляемости. Некоторые неудобства доставляет изменяющийся при работе подвески клиренс автомобиля.

Параллелограммного типа

Направляющий аппарат такой подвески представляет собой два А-образных рычага, верхний и нижний, между которыми на шаровых шарнирах размещается кулак со ступицей. Схематично это представляет собой параллелограмм, благодаря чему плоскость вращения колеса при рабочих ходах не изменяет своего угла относительно дороги, что даёт надёжную сохранность пятна контакта.

Двухрычажная подвеска достаточно проста, но при этом гарантирует управляемость, отсюда её применение даже в самых продвинутых дисциплинах автоспорта. Однако сложности компоновки сильно ограничивают её использование в гражданских легковых автомобилях, где гораздо чаще закладываются иные конструкции.

Многорычажные

Выполнить направляющий аппарат достаточно компактным и вместе с тем точно работающим позволяет многорычажная схема. Её особенность заключается в обеспечении сложной траектории движения колеса, которую нельзя получить двумя рычагами. Такая подвеска сможет максимально сохранить контакт с дорогой при продольных и поперечных кренах кузова, в любой точке рабочего хода от нижнего положения к верхнему. Реализуется и подруливающий эффект, важный для стабилизации машины в поворотах. При этом рычаги компактны и хорошо компонуются в ограниченном пространстве колёсных арок.

МакФерсон

Одна из самых популярных подвесок свечного типа. Состоит из телескопической амортизационной стойки с надетой на неё пружиной. Сверху имеется поворотная опора с подшипником, снизу треугольный рычаг с шаровой опорой и сайлентблоками. Наиболее простая и компактная конструкция с неплохими характеристиками, что вызвало самое широкое её применение на подавляющем числе легковых автомобилей массового производства.

Специальные спортивные

Применение в автоспорте, а также на мощных скоростных автомобилях, накладывает на подвески особые требования. Заключаются они в выделении из общего набора функций наиболее важных для управляемости. Отсюда решения в виде регулируемых амортизаторов и упругих элементов, размещение их в кузове для предельного снижения неподрессоренных масс, исключение податливых сайлентблоков с заменой их на жёсткие шаровые шарниры. Хода подвесок могут быть экстремально большими или минимальными, в зависимости от вида спорта. Нечто подобное используется и в спорткарах.

Принцип работы подвески Hydractive

Схема гидропневматического элемента Принцип работы подвески Hydractive основан на сжатии газа (азота), который закачан под давлением в объем верхней полости гидропневматической сферы (над мембраной) . Нижняя часть сферы под мембранной заполнена специальной жидкостью (маслом). Гидропневматическая сфера объединена с амортизатором и, таким образом, представляет собой единую конструкцию (стойку), выполняющую роль как упругого, так и демпфирующего элемента. Шток с поршнем амортизатора соединен с соответствующим рычагом подвески. При сжатии подвески, поршень движется вверх, оказывая воздействие на жидкость. Поскольку жидкость несжимаема, усилие передается далее на мембрану и на объем газа в сфере.

Газ «пружинит» и возвращает свой первоначальный объем, чем и обусловлено его применение в качестве упругого элемента. Гашение колебаний происходит за счет дросселирования потока жидкости, проходящей через клапан при перемещении поршня как в обычном амортизаторе. Изменение сечения электромагнитного клапана делает ход поршня «мягче» или «жестче», тем самым изменяя характеристики подвески.

На последнем поколении Hydractive 3 используется жидкость LDS (оранжевого цвета) на базе синтетических компонентов, в отличии от применявшегося в предшествующих генерациях минерального масла LHM (зеленого цвета). Новая жидкость обладает лучшими рабочими качествами и более долговечна. Замена необходима лишь раз в 5 лет или через 200 000 км.

Что такое пневматическая подвеска

Пневмоподвеска это система, в которой вместо стандартных амортизаторов установлены пневматические элементы. Подобными механизмами оснащен любой 18-колесный грузовик или современный автобус. Что касается переделок стандартных автомобилей, то обычно модернизируется классическая подвеска пружинного типа. Заводская стойка (спереди МакФерсон, а сзади пружина или рессора) меняется на пневмобаллоны, которые устанавливаются так же, как заводская конструкция, но для этого используются специальные крепежи.

Приобрести подобную деталь можно в крупных магазинах, специализирующихся на автомобильном тюнинге. Для рессорных или торсионных модификаций подвесок тоже существуют отдельные крепежные комплекты.

Если говорить об автомобильной подвеске, то она предназначена для поглощения толчков и ударов, идущих от колес на несущий кузов или раму машины. Такая тележка не только обеспечивает максимальный комфорт во время движения авто по неровной дороге. В первую очередь эта система разработана для того, чтобы машина не рассыпалась через пару лет эксплуатации.

В стандартных подвесках автомобильный клиренс (описание этого термина находится здесь) остается неизменным. Если транспортное средство эксплуатируется в разных условиях, то практично было бы иметь подвеску, способную изменять дорожный просвет в зависимости от состояния дороги.

Например, при скоростной езде по автостраде важно, чтобы машина была максимально близко к асфальту, чтобы аэродинамика работала в пользу прижимной силы автомобиля. Это увеличивает устойчивость машины на поворотах

Подробно об аэродинамике автомобилей рассказывается здесь. С другой стороны, для преодоления бездорожья важно, чтобы положение кузова относительно грунта было максимально выше, чтобы при передвижении не повредилось днище автомобиля.

Первая автомобильная подвеска, работа которой имеет пневматический принцип, примененная на серийных моделях, это разработка компании Citroen (модель DC19 1955-го года). General Motors – еще один производитель, который пытался внедрить в автомобильную промышленность пневматику.

Серийный автомобиль этого бренда, который был оснащен действующей пневмоподвеской, был Cadillac Eldorado Brougham (выпуск 1957-го года). Из-за дороговизны самого механизма и сложности в ремонте данная разработка была заморожена на неопределенное время. Благодаря современным технологиям эту систему удалось доработать и внедрить в автомобильную промышленность.

Пружинная подвеска

Такой вариант самый популярный и встречается, пожалуй, на 9 из 10 авто, хотя могу ошибаться с соотношением. Этот вариант хорош тем, что конструктивно довольно простой, многие обслуживают подвеску своего авто самостоятельно, поскольку сложного по большому счету там нет ничего. Запчасти недорогие, если сравнивать с запчастями на «пневму», а для работы не нужно никаких особых приспособлений. Конструкция проверена десятилетиями как на маленьких легковушках, так и на больших внедорожниках. Система рычагов, амортизаторов и пружин работает слажено и без сбоев, обеспечивая автомобилю прекрасные ходовые качества, а пассажирам комфортное передвижение.

Принцип работы подвески

Автомобильная подвеска работает, преобразовывая силу удара от наезда колеса на неровное покрытие, в движение упругих частей (пружин). Жесткость таких перемещений контролируется и смягчается гасящими устройствами (амортизаторами). Благодаря этому сила ударов, передающихся на кузов, снижается, что обеспечивает плавность движения.

Жесткость подвески у разных автомобилей сильно различается: чем она жестче – тем легче и более предсказуемо управление, но уменьшается комфорт езды. Мягкая создает удобство эксплуатации, но за счет заметно сниженной управляемости (чего не рекомендуется допускать). По этой причине производители транспортных средств всегда стараются найти компромисс между комфортом и безопасностью.

Типовое разнообразие

Любая из подвесок автомобилей должна обеспечивать необходимую плавность хода, обладать кинематическими характеристиками, отвечающих требованиям устойчивости и управляемости авто.

В авто с зависимой подвеской подразумевается жесткое соединение колес, стоящих напротив, движение одного из которых в поперечной плоскости содействует перемещению второго. Авто с независимой подвеской характеризуются более сложной конструкцией, у которой смещение колес не зависит друг от друга. Этот тип независимых подвески авто подразделяются на рычажные и свечные. Виды, которые встречаются чаще всего:

• с качающимися полуосями;
• на продольных рычагах (пружинная, торсионная);
• с косыми рычагами;
• с продольными и поперечными рычагами;
• с двойными продольными и поперечными рычагами (пружинные, торсионные, рессорные);
• торсионно-рычажные;
• «Макферсон»;
• гидропневматические и пневматические подвески;
• адаптивные.

Рекомендуем: Элементы рулевого управления автомобилем, принцип работы

Зависимый тип

На авто этого типа подвески подразумевается жесткая связь между колесами. Агрегаты зависимого типа относятся к первым изобретениям человечества, которые ушли не очень далеко от конструкции телег, когда два колеса соединялись между собой осью.

Современные аналоги разделяются на рессорные и пружинные. Первый вариант в качестве упругого элемента предусматривает рессору, крепление которой проводится к балке моста, концами к раме или корпусу авто. Второй вариант подвесок подразумевает использование пружины.

Зависимая подвеска

Пусть этот тип и считается устаревшим в силу давности его изобретения, он до сих пор находит широкое применение среди грузовых автомобилей и внедорожников. Недостатки, которые безразличны на плохой дороге, становятся очевидными на трассе:

• управляемость остается желать лучшего из-за приличных подрессоренных масс при условии движения на высокой скорости;
• плохая устойчивость курсового типа;
• уровень комфорт для легковых автомобилей очень мал.

Независимый тип

Это вариант подвесок авто совершенно другой и не имеющий ничего общего с рассмотренным ранее. Подобная конструкция не имеет жесткой связи между колесами. На практике такая подвеска подразумевает автономное крепление каждого колеса к кузову авто, а при колебании одного из них эти изменения не передаются к остальным. Благодаря этому фактору крен кузова уменьшается, как результат устойчивость повышается. Практическая реализация варианта независимых подвесок автомобилей разнообразна, которая объедена в два основных типа: рычажные и свечные. Виды первых: двухрычажные, поперечнорычажные, косорычажные и продольнорычажные. Последние включают подвески МакФерсона.

Среди легковых автомобилей широко распространены подвески МакФерсона и поперечнорычажная. Причины, которые наделяют авто рядом преимуществ, объясняют фактор популярности подвесок, среди них:

• достойный уровень комфорта;
• высокая степень управляемости;
• хорошая обратная связь при рулении;
• крены минимальны;
• высокая скорость движения.

Независимая подвеска

Комбинированный тип

Это комбинация двух автомобильных подвесок, описанных ранее. Их конструкция спереди включает установку независимой подвески, а сзади – установку моста. Компромиссное решение разработчиков позволяет достичь комфортного передвижения по асфальту и свободного преодоления незначительного бездорожья.

Подобная комбинация легковых автомобилей идеально впишется в кроссоверы и паркетники. Возможность свободно передвигаться по городу, выезжать в лес на пикник либо проезда по проселочным дорогам становится воплощаемой задачей. Пусть и получится что-то среднее, зато в большинстве случаев обеспечит приемлемые условия движения.

Комбинации, заслуживающие внимания

Описанные выше виды подвесок не исчерпывают их многообразие. Существуют ещё некоторые типы агрегатов, которые заслуживают внимания:

• Торсионная. Основывается на работе специального элемента – торсиона, представляющего собой металлический вал. Его функция представлена в виде скручивания при возникновении нагрузки.
• Активная. Для легковых автомобилей с этой подвеской термин «активная» предусматривает возможность колебания параметров при эксплуатации агрегата.
• Пневматическая. Отвечает за изменение высоты автомобилей относительно дороги, другими словами, колебания клиренса. Конструкция пневмоподвески предусматривает применение пневмоупоров на каждом колесе. Отдельно взятая пневматическая подвеска легковых автомобилей не является отдельным видом, но служит своеобразным дополнением к стандартной.

Гидропневматика: все под контролем

Слабое место гидропневматической подвески – специальные сферы, выполняющие роль упругих элементов. Нередко их приходится менять уже после 50.000 км пробега.

ПОЖАЛУЙ, самой необычной ходовой частью среди всех встречающихся на нашем рынке подержанных автомобилей обладают некоторые модели марки “Citroёn”. Эта французская компания уже более полувека занимается разработкой и совершенствованием гидропневматической подвески, которая впервые появилась еще в 1955 году на машине “Citroёn DS”. А сегодня систему с фирменным названием “Hydractive” можно встретить на таких моделях, как “C6”, “C5”, “Xantia” и “XM”.

В ходовой части этих машин традиционные пружины заменены специальными сферами. Их верхняя часть заполнена сжатым газом, а в нижнем полушарии, отделенном гибкой мембраной, находится масло, передающее толчки от дороги на газ, который и играет роль упругого элемента. Причем вся гидравлика объединена в единую систему. Давление в ней поддерживается гидронасосом, а специальный блок управления с помощью клапанов перераспределяет потоки масла и тем самым изменяет жесткость подвески в очень широких пределах.

Гидропневматическая подвеска “Hydractive” постоянно совершенствуется, и на наиболее современных моделях “Citroёn” используется уже третье ее поколение. Главное отличие новой системы от старой заключается в том, что теперь электроника позволяет перенастраивать подвеску в зависимости от дорожных условий и желания водителя в режиме реального времени. Кроме того, существуют версии “Hydractive”, снабженные двумя дополнительными сферами, которые еще больше увеличивают возможности регулировок.

Такая подвеска придает автомобилю отличную управляемость и великолепную плавность хода, при этом у водителя есть возможность в довольно широких пределах регулировать дорожный просвет машины.

Это все несомненные достоинства. Но есть и недостатки. Например, с надежностью у “Hydractive” поначалу были проблемы. Особенно это касается подвесок первого и второго поколений, установленных на моделях “XM” и “Xantia”. К примеру, не все знают, что у “Citroёn” с такой ходовой частью единая гидравлическая система связывает между собой не только упругие элементы подвески, но и тормоза с усилителем руля. Таким образом, течь в любом из этих узлов приводит к отказу сразу всех систем. Поэтому перед покупкой обязательно проверьте уровень жидкости в бачке. Кстати, он заполнен специальной жидкостью LHM, которая обязательно должна быть зеленого цвета. Если это не так – значит, либо ее давно не меняли, либо из соображений экономии залили в систему что-то другое. Но в любом случае – это серьезный повод отказаться от покупки.

При покупке машины с пневмоподвеской следует тщательно осмотреть воздушные баллоны и проверить работу компрессора.

Также стоит обязательно прокатиться на приглянувшемся автомобиле. Если на ходу машина очень жесткая или постоянно слышен характерный треск, значит, вышла из строя одна из сфер. В наших условиях они редко дотягивают до 100.000 км, а порой их приходится менять и в два раза чаще. Стоят они недешево – до 200 евро каждая, но затягивать с ремонтом не стоит, иначе это грозит выходом из строя всей гидравлики, и тогда затраты могут потянуть уже на несколько тысяч.

По этой же причине стоит обратить внимание на то, как поведет себя машина после поездки. Если она сразу начинает “садиться на брюхо” – система уже порядком изношена

Также нередко выходят из строя гидронасос, регуляторы положения кузова, шланги усилителя руля.. Прибавьте сюда необходимость регулярной замены жидкости LHM и получится, что перед покупкой такого автомобиля надо тщательно взвесить все за и против и не жалеть средств на подробную диагностику. Иначе в будущем крупных трат на ремонт не избежать.

“Hydractive” третьего поколения, установленная на модели “C5”, по заверениям “Citroёn”, стала надежнее, поэтому компания заявляла, что на протяжении пяти лет или 200.000 км система не доставит хлопот владельцу. Тем не менее характерные для предыдущих вариантов неполадки нередко встречаются и на новой подвеске. Кроме того, у нее бывают сбои в работе электроники. Например, многие владельцы “Citroёn” сталкивались с тем, что из-за отказа датчиков кузов машины после выключения зажигания самопроизвольно несколько раз поднимается и опускается. Или же после запуска мотора он отказывался принимать среднее положение. Так что перед покупкой такого автомобиля необходима самая тщательная проверка состояния гидравлики и подвески в целом.

Гидравлический пресс с электроприводом своими руками: комплектующие и сборка

Такое оборудование, как электрогидравлический пресс, благодаря своей универсальности и высокой эффективности активно используется как на крупных производственных предприятиях, так и в небольших мастерских, а также на станциях технического обслуживания автомобилей. Применяя гидравлический пресс, оснащенный электроприводом, можно решать многие технические задачи, к которым относятся:

• запрессовка, выпрессовка шестерней, подшипников и валов;
• штамповка, правка и гибка изделий из металла;
• прессование изделий, изготавливаемых из деревянной стружки, пластика и металла.

Узлы и механизмы пневматической подвески

• передних и задних пневматических амортизационных стоек
• компрессора
• ресивера
• блока управления и датчиков, информирующих блок управления о скорости движения, нагрузке автомобиля и угле поворота рулевого колеса

Узлы и механизмы подвески соединены друг с другом воздушными магистралями и подключены в электрическую систему автомобиля с помощью многофункциональной шины электронной передачи данных CAN. Подвеска автоматически активизируется, как только открывается дверь автомобиля. Таким образом, еще до начала движения корректируются клиренс и упругость пневматических амортизаторов.

После этого в работу подвески имеет право вмешаться и сам водитель, который, во-первых, может установить нужный дорожный просвет, подняв или опустив кузов автомобиля, что, например, пригодится для более удобной загрузки багажника либо присоединения прицепа. Во-вторых, можно выбрать режим – комфортный или спортивный, в котором будет работать подвеска во время движения. Режим «комфорт» позволяет водителю и пассажирам буквально «парить» над дорогой. Режим «спорт» улучшает устойчивость и безопасность на больших скоростях движения. Вместе с тем индивидуальное регулирование жесткости амортизаторов на каждом колесе по отдельности позволяет учитывать крен кузова и скорость, с которой автомобиль входит в поворот, оценивать угол поворота и скорость, с которой водитель поворачивает руль. Тем самым жесткость амортизационных стоек может автоматически изменяться в движении так, что будет найден самый оптимальный и эффективный режим работы подвески, адекватно отвечающий конкретным дорожным условиям как с точки зрения безопасности, так и комфортности. Например, при торможении передние колеса будут подрессориваться более жестко, чем задние, а при ускорении — наоборот, но это в обоих случаях позволит избежать неприятного продольного «клевка» кузова.

Пневматическая подвеска автоматически приспосабливается к различной загрузке автомобиля и способна выбирать величину дорожного просвета, ориентируясь на дорожные условия.

Номинальный уровень дорожного просвета устанавливается и автоматически поддерживается постоянным при движении со скоростью 80 км/ч и выше, а также во время быстрого разгона до скорости 120 км/ч.

Автоматическое снижение уровня дорожного просвета до номинального (NN) на 25 мм при повышенном уровне HN происходит при скоростях более 120 км/ч. Если уровень был номинальным (NN), снижение уровня дорожного просвета до пониженного (TN) на 15мм ниже номинального происходит через 30 с после превышения скорости 140 км/ч или менее чем через 30 с, если скорость достигнет 180 км/час. Понижение центра тяжести делает автомобиль более устойчивым, а также одновременно улучшает аэродинамические характеристики, что в свою очередь значительно снижает расход топлива

Автоматическое повышение уровня дорожного просвета от пониженного (TN) до номинального (NN) происходит через 60 с после снижения скорости до 100 км/ч или менее чем через 60 с, если скорость станет менее 80 км/час.

Чтобы выбрать уровень дорожного просвета кузова, следует нажать предназначенную для этого клавишу и на дисплей выводится изображение, соответствующее выбранному уровню кузова (повышенный HN или номинальный NN). Номинальный дорожный просвет устанавливается по умолчанию.

Уровень дорожного просвета кузова определяется четырьмя датчика уровня кузова, установленными между подрамниками и нижними рычагами подвески. Результаты измерений сравниваются с заданными величинами, сохраняемыми в памяти блока управления. Заданные величины вводятся в память для каждого автомобиля индивидуально.

Воздух, необходимый для регулирования подвески, обычно подается компрессором под давлением до 16 кгс/см2. Компрессор обеспечивает регулирование уровня кузова при скоростях автомобиля свыше 35 км/ч. При необходимости сжатый воздух подается также в ресивер. При скоростях ниже 35 км/ч регулирование уровня кузова осуществляется за счет подачи воздуха из ресивера.

Если дорожный просвет автомобиля изменяется в результате его загрузки или разгрузки, блок управления включает систему регулирования, возвращающую кузов на первоначально заданный уровень. При этом подача воздуха из упругих элементов производится через соответствующие им электромагнитные клапаны, а выпуск из них осуществляется через выпускной клапан.

Принцип работы подвески Hydractive

Схема гидропневматического элемента Принцип работы подвески Hydractive основан на сжатии газа (азота), который закачан под давлением в объем верхней полости гидропневматической сферы (над мембраной). Нижняя часть сферы под мембранной заполнена специальной жидкостью (маслом). Гидропневматическая сфера объединена с амортизатором и, таким образом, представляет собой единую конструкцию (стойку), выполняющую роль как упругого, так и демпфирующего элемента. Шток с поршнем амортизатора соединен с соответствующим рычагом подвески. При сжатии подвески, поршень движется вверх, оказывая воздействие на жидкость. Поскольку жидкость несжимаема, усилие передается далее на мембрану и на объем газа в сфере.

Газ «пружинит» и возвращает свой первоначальный объем, чем и обусловлено его применение в качестве упругого элемента. Гашение колебаний происходит за счет дросселирования потока жидкости, проходящей через клапан при перемещении поршня как в обычном амортизаторе. Изменение сечения электромагнитного клапана делает ход поршня «мягче» или «жестче», тем самым изменяя характеристики подвески.

На последнем поколении Hydractive 3 используется жидкость LDS (оранжевого цвета) на базе синтетических компонентов, в отличии от применявшегося в предшествующих генерациях минерального масла LHM (зеленого цвета). Новая жидкость обладает лучшими рабочими качествами и более долговечна. Замена необходима лишь раз в 5 лет или через 200 000 км.